Imitando la sensibilidad ocular de un gato, el sistema es capaz de distinguir bien objetos y fondos

Ingenieros y científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de GIST-Universidad Nacional de Seúl, han llevado a cabo una cámara de captura de vídeo de alta sensibilidad en diversos entornos de iluminación, brillantes u oscuros, imitando las estructuras de "pupila vertical" y "reflector" de los ojos de gato.

 

Se trata de una eetección y reconocimiento de objetos sin necesidad de posprocesamiento de software y se espera que se aplique a vehículos autónomos, drones, robots de vigilancia, etc.

 

En la actualidad, se utilizan sistemas innovadores de visión robótica que permiten a los robots reconocer y explorar su entorno, pero tienen la desventaja de que los píxeles se saturan en entornos brillantes y la fotocorriente es baja en entornos oscuros, lo que dificulta la distinción entre objetos y el fondo.

 

Este grupo de científicos ha desarrollado una cámara biomimética con un rendimiento mejorado en la detección y reconocimiento de objetos en diversos entornos iluminados, tanto brillantes como oscuros, mediante la implementación de una "eliminación de camuflaje" inspirada en la estructura de los ojos de los animales, combinando una apertura vertical variable y un sistema óptico de imágenes y fabricando una matriz de sensores de imagen hemisférica con píxeles unitarios compuestos por un solo fotodiodo y una película plateada.

 

El profesor Young Min Song es un experto en dispositivos ópticos que ha desarrollado varias tecnologías de cámaras a través de las estructuras visuales de diversas criaturas que existen en el mundo natural, como peces, cangrejos y calamares.

 

Los animales en la naturaleza han desarrollado sistemas visuales únicos optimizados para entornos complejos a través de una evolución a largo plazo, que potencialmente contiene soluciones para superar las limitaciones de los sistemas visuales artificiales.

 

Los ojos de los felinos tienen una pupila alargada verticalmente y una estructura característica llamada tapetum lucidum, que les da la capacidad de disfrazarse en una variedad de condiciones de iluminación. La pupila vertical permite una profundidad de campo asimétrica y un enfoque de alta resolución en los objetos, mientras que el tapetum lucidum actúa como un reflector de luz biológico, mejorando la sensibilidad visual incluso en entornos con poca luz.

 

El equipo de investigación bloqueó eficazmente la luz intensa utilizando una apertura vertical variable para evitar la sobreexposición del fotodiodo y mejoró la eficiencia de absorción de la luz en un 52 % a través de una pupila circular y una placa plateada que permiten recibir suficiente luz en ambientes oscuros.

 

Además, a través de simulaciones ópticas y experimentos, verificaron el rendimiento de imágenes de objetivos de alta sensibilidad del sistema y la capacidad de detección de camuflaje en diversos entornos de iluminación y demostraron teórica y experimentalmente que un sistema con una pupila vertical puede distinguir más eficazmente entre la espalda y el cuerpo -suelo y el objeto objetivo que un sistema con una pupila circular pequeña.

 

Fuente: www.gist.ac.kr

 

 

El equipo de investigación comparó y analizó un sistema de apertura vertical y un sistema de apertura circular pequeña para la verificación experimental junto con la verificación teórica mediante simulación óptica.

 

Como resultado, el sistema de apertura vertical pudo capturar claramente objetos a una distancia específica, mientras desenfocaba efectivamente el fondo a una distancia diferente. Además, en un experimento de reconocimiento de objetos basado en IA realizado para evaluar la practicidad, se demostró que el sistema de apertura vertical contribuyó significativamente a mejorar la tasa de reconocimiento de objetos.

 

Más información en https://www.gist.ac.kr

 

Foto principal de Manoj Dharmarathne en Unsplash

 

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